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Prof. Dr.-Ing. Ulrich JumarInstitutsleiter

ifak - Institut für Automation und Kommunikation e.V. Werner-Heisenberg-Str. 139106 MagdeburgTel. 0391 9901410Fax: 0391 9901590E-mail: ulrich.jumar@ifak.eu

Schlaglichter Industrie 4.0 in Sachsen-Anhaltzur Sitzung des Ausschusses für Industrie, Agrar- und Baugewerbe der IHK Halle – Dessauam 27.05.2015 bei der TotalRaffinerie Mitteldeutschland GmbH

Kurzbeitrag

Das ifak in der Denkfabrik beim Juni-Hochwasser 2013

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Zum Vortragenden: Steckbrief des ifak

Institut der angewandten Forschung Gemeinnütziger Verein ifak e.V. als Rechtsträger An-Institut der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg 52 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie ca. 80 Studierende im Jahr Zwei Ausgründungen: ifak system GmbH und KONTENDA GmbH

Das gemeinnützige Wissenschaftssystem

Universitäten und

Hochschulen

Forschungsmittel-stand

... ifak …

Großforschungs-einrichtungen

Industrie 4.0 und AutomationDie Automation im Gefüge der Wirtschaft

Elektrotechnik zweitgrößte Industriebranche in Deutschland

Automationsindustrie erwirtschaftet mit ca. ¼ Mio. Beschäftigten ¼ der Elektroindustrie

Am Weltmarkt Deutschland drittgrößter Automationsproduzent

Quelle: ZVEI, Fachverband Automation

20%

9%

11%

9%8%3%

3%

7%

30%

Einsatzfelder der Automation

Elektrotechnik

Fahrzeugbau

Groß-/Einzelhandel, E-Installation

Sonstiges

Energie (ohne Industrie-KW)

Bergbau (mit Erdöl + Erdgas)

Eisen und Stahl

Chemie inkl. Pharma

Maschinenbau

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Thesen und Handlungsfelder Automation 2025VDI-Positionspapier 2015

Automation 2025 ist der Schlüssel zu individualisierten Produkten und flexiblen Wertschöpfungsnetzwerken; dies fördert Wohlstand und Nachhaltigkeit

Automation 2025 befähigt und erleichtert: Technik mit dem Menschen für den Menschen

Automation 2025 verbindet Menschen und integriert Technologien durch die Vernetzung verschiedener Disziplinen zum Nutzen von Gesellschaft, Umwelt und Wirtschaft

Selbstverständnis als „Enabler“ auf Anwender- undHerstellerseite statt „Versteckter Technologie“

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… Headlines zu Industrie 4.0

Quelle: ZVEI

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Industrie 4.0 – Chancen und Herausforderungen

Studie der PWC AG

Quelle: BMWi, Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft, 2015

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Hemmnisse aus Unternehmenssicht

Hauptunterschiede in den Hemmnissen für die Umsetzung von Industrie 4.0 in KMU und Großunternehmen

Quelle: BMWi, Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft, 2015,iit 2015, aufbereitet mit Daten von experton (2014)

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Unterschiede im Umgang mit Industrie 4.0

Quelle: BMWi, Studie im Rahmen der Begleitforschung zum Technologieprogramm AUTONOMIK für Industrie 4.0, 2015, iit 2015, in Anlehnung an die Indikatoren aus Experton (2014)

2014

2015

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Industrie 4.0: Fokus produzierendes Gewerbe

QuerschnittsthemenSicherheit,

Wohne n CPS Szenario Smart Home …

Querschnittsthemen,

Smart City

Querschnittsthemen Cyber Physical Systems, die für alle Bedarfsfelder geltenSicherheit, Standards & Normen, Referenzarchitektur, Engineering, Langzeitbetrieb, Aus- und

Weiterbildung

Querschnittsthemen Internet, die für alle Bedarfsfelder geltenSemantische Technologien, Betreibermodelle, Cloud Computing, Betreiberplattformen für

Dienste

Quelle: ZVEI, 2012/2015

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Blick auf Fertigungs- und Prozessautomation

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Automatisierung nutzt Standards der Bürowelt

PROCESS FIELD BUS

IEC61131

Basis: TCP/IPEthernet

Basis:Microsoft-

Objektmodell

Feldebene

Automatisierungs-ebene

MES undBedienebene

ERP-Ebene

Informationstechnologie

Industrieautomatisierung IWLAN

Basis: IEEE 802.11x

Quelle: in Anlehnung an Siemens 2005

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Dienste aus der Pyramide wandern in die Cloud

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Auflösung der Automationspyramide

Quelle: VDI/VDE Cyber Physical Systems: Chancen undNutzen aus Sicht der Automation

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Geplante Studie des FASA e.V.

Industrie 4.0 im Maschinen- und Anlagenbau Sachsen-Anhalt

Dipl.-Ing. Andrea Urbansky, Geschäftsführerin des FASA e.V.

Ziel: Wecken und Fördern des Bewusstseins für die Bedeutsamkeit von »Industrie 4.0« Erstellen einer situationsspezifischen Definition für Sachsen-

Anhalt Aufnahme der IST-Situation (Bedeutung, Einschätzung und

Aussichten bezüglich »Industrie 4.0« in Sachsen-Anhalt) Erstellen eines zielführenden Handlungsleitfadens

Zielgruppe: Führungs- und Fachkräfte im Maschinen- und Anlagenbau in Sachsen-Anhalt

Quelle: A. Urbansky, 24.04.2015

Avisierter Nutzen der Studie des FASA e.V.

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Teilziele Teilnutzen Gesamtziel Gesamtnutzen

Situationsspezi-fische

Definition für Sachsen-Anhalt

Darstellung IST-Situation

zielführenderHandlungs-

leitfaden

Wecken und Fördern des

Bewusstseins Bedeutsamkeit von »Industrie 4.0« für den MAB in den

Unternehmen des Landes Sachsen-

Anhalt

Eingrenzung der Definitionslandschaf

tVerständlichkeit

durch Transparenz

Orientierung»Option der eigenen

Verortung«Inspiration

Minimierung von Heterogenität

Sicherheit für den Einstieg/AusbauMotivation durch praxistaugliche Empfehlungen

Höhere Wertschöpfung für Unternehmen

RessourceneffizienzWeniger Verbrauch

Wirtschaftliche StärkungWettbewerbs-stabilisierungInnovationsführer-schaft

Soziale StabilitätSicherung von ArbeitsplätzenRegionale Weiterentwicklung

Quelle: A. Urbansky, 24.04.2015

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Entwicklung einer ausgewählten Projektidee

PASST Plattform für After-Sales Services 4.0 für Unternehmen Sachsen-Anhalts

Industrie 4.0 demonstrieren, am konkreten Beispiel mit unmittelbarem Nutzen …

Initialpartner des Projektes

H&B Omega Europa GmbH TSA – Teleport GmbH Ifak – Institut für Automation und Kommunikation

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PASST - Plattform für After-Sales Services 4.0 für Unternehmen Sachsen-Anhalts

Für wen? KMU des Maschinen- und Anlagenbaus in Sachsen-Anhalt Service-Anbieter für Industrieelle Dienstleistungen, z.B. Instandhaltung Softwareunternehmen

Ziele Plattform, die solche Dienstleistungen auch kleinen Unternehmen ermöglicht Weltweite Serviceleistungen ermöglichen Stärkung der IT-Unterstützung zum Nutzen der Maschinen- und Anlagenbauer

Unique Selling Point Sichere Cloud-basierte Plattform mit Label „Made in Sachsen-Anhalt“ Anbieter von Spezialsoftware können neue Funktionen über Interfaces oder als

Service anbieten (App Store Konzept) Aufwertung von Re-Manufactured Maschinen durch Software- und Servicequalität

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Projektmotivation: After-Sales Service - eine besondere Herausforderung für KMU

Maschinenbauer Betreiber der Maschine

Lieferung

Betriebsdaten und -parameter

Betriebs- und Serviceempfehlungen

Konstruktions-verbesserung

Probleme für kleine und mittelgroße Maschinenbauer Keine IT-Abteilung für die Serverbetreuung Keine Mathematiker für die Programmierung von Algorithmen Beim Service für einzelne Maschinen:

Verzicht auf das Service-Geschäft aus Aufwandsgründen

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Es geht aber besser: Professionelle After-Sales Service Infrastruktur für KMU

Maschinenbauer Betreiber der Maschine

Betriebsdaten

und -parameter

Erweiterte Betriebs-und Serviceempfehlungen

Konstruktions-verbesserung

Service-HosterKonzentrierteDaten

Automatisch erzeugte Betriebs-

und ServiceempfehlungenAfter-Sales Portal

Schon vorbereitet: - Benutzeroberflächen- Algorithmensammlung

Verbesserte Situation für kleine und mittelgroße Maschinenbauer Serverbetreuung durch Service-Hoster, hohe Datensicherheit Konfiguration der Datenauswertung, statt Programmierung von Algorithmen Service-Hoster kann die Abrechnung von Dienstleistungen übernehmen Skalierbarkeit der Lösung für beliebig viele Kunden

Ein weiteres Schlüsselthema: Virtuelle Inbetriebnahme

Virtuelle Inbetriebnahme verlagert die Inbetriebnahme teilweise in die digitale Welt

Konzept-planung

Grob-planung

Fein-planung

Inbetrieb-nahme Betrieb

Digitale Welt Reale Welt

Inbetrieb-nahme Betrieb

Konzept-planung

Grob-planung

Fein-planung

Phase der Inbetriebnahme im Lebenszyklus von Anlagen (Übersicht)

Ziele und Anwendungsgebiete der virtuellen Inbetriebnahme

Ziele Test des SPS-Programms bevor Anlage installiert wird Überprüfung, dass Anlagenfunktionen die Anforderungen

erfüllt Verkürzung der Zeit der Inbetriebnahme auf der Baustelle

Anwendungsgebiete Fertigungstechnik, z.B. Automobilbau (insbesondere Rohbau) Maschinenbau Verfahrenstechnik

Konzept der Virtuellen Inbetriebnahme

Virtuelle Inbetriebnahme simuliert die Anlage so genau, dass das Steuerungsprogramm damit bereits in Betrieb genommen werden kann, d.h. keine Änderungen für die reale Anlageninbetriebnahme notwendig sind

Dazu benötigt man die Simulationsmodelle aller an der Anlage beteiligten Komponenten, z. B. Sensoren Aktoren, Antriebe, Förderbänder, Drehtische, Spanner, ….

Prozessleitsystem

Virtuelle Inbetriebnahme

RealeInbetriebnahme

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Statt eines Schlusswortes …

I40 ist „Label“ für Schwerpunkte der technologischen Entwicklung und der Fördermittel

IKT als wichtiger Forschungs- und Entwicklungspfad treibt die industrielle, aber auch die nicht industrielle Entwicklung voran

Das Thema ist auch für KMU in Sachsen-Anhalt relevant undbereits jetzt verfolgenswert

Was kommt nach Industrie 4.0?

Quelle: GEO

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Struktur der Plattform Industrie 4.0

Quelle: BMWi, Industrie 4.0 und Digitale Wirtschaft, 2015

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Herzlichen Dank für die AufmerksamkeitUlrich Jumarifak - Institut für Automation und Kommunikation e.V. Werner-Heisenberg-Str. 139106 Magdeburg

Tel.: 0391 9901 40http://www.ifak.eu